DE3742094C2 - Mehrspindelkopf mit Kühl- und Schmiermittelvorrichtung - Google Patents
Mehrspindelkopf mit Kühl- und SchmiermittelvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Mehrspindelkopf von der im
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Ein Mehrspindelkopf dieser Art ist aus der CH 333 276 be
kannt. Bei diesem Mehrspindelkopf, der nach Art eines Revol
verkopfs betrieben wird und bei dem die einzelnen Spindeln
nacheinander in Einsatz kommen, wird das Kühlmittel den Werk
zeugen über jeweils einen Axialkanal in der Spindel an dem
von der Werkzeugaufnahme abgewandten Ende zugeführt. Dazu
greift ein vergleichsweise langes Rohr in den Axialkanal der
Spindel ein, und dieses Rohr steht mit einer Kühl- oder
Schmiermittelquelle in Verbindung. Die Länge des in den
Spindelkanal eingreifenden Rohrs ist so gewählt, daß eine
Axialverschiebung der Spindel relativ zu dem feststehenden
Rohr möglich ist und dabei die Kühl- oder Schmiermittelzu
fuhr nicht gestört wird. Über die Spaltdichtung zwischen
dem Rohr und der Spindel austretende Leckage, die insbesonde
re bei höheren Drücken nicht verhindert werden kann, gelangt
auf die Außenflächen des Gehäuses, und es sind keine Maßnah
men getroffen, um zu verhindern, daß diese zum Beispiel aus
Wasser bestehende Leckage in den Getriebeinnenraum gelangt
und Schmieröl verunreinigt. Die bekannte Anordnung ist auch
nicht für den Betrieb der Werkzeuge mit hohen Geschwindigkei
ten geeignet, da keine Maßnahmen getroffen sind, um dabei
entstehende Wärme entweder günstig abzuführen oder so gleich
mäßig über das Gehäuse zu verteilen, daß keine negativen Aus
wirkungen auf die Bearbeitungsgenauigkeit entstehen.
Aus der DE 34 01 079 A1 ist ein Mehrspindelkopf bekannt, bei
dem einem in jeder Spindel vorgesehenen Axialkanal das Kühl
und/oder Schmiermittel an dem von der Werkzeugaufnahme ent
fernten freien Spindelende entweder aus einer Kammer, in die
das freie Spindelende ragt oder über ein Verbindungselement
zugeführt wird, das mit der Spindel rotiert und unter Feder
druck an einem Anschlußstutzen anliegt. Mit einer derarti
gen Anordnung lassen sich weder störende Leckagen vermeiden
noch bei hohen Drehzahlen und entsprechend hohen Kühl- und
Schmiermitteldrücken die bestehenden Anforderungen an die
Lebensdauer erfüllen.
Aus der DE 31 29 403 C2 ist eine Vorrichtung für die Kühlmit
telzufuhr zu mit Kühlmittelkanälen versehenen, rotierenden
Schneidwerkzeugen bekannt, wobei jeweils ein auf dem zylin
drischen Werkzeugschaft angeordneter Kühlmittelring vorgese
hen ist, der außen mit einer stationären Zuleitung verbind
bar ist und innen einen mit den Kühlmittelbohrungen des Werk
zeugschaftes in Verbindung stehenden Ringkanal aufweist. Da
bei umfaßt der Kühlmittelring mit je einem an den Ringkanal
angrenzenden und mit je einer auf den zylindrischen Werkzeug
schaft passenden Bohrung versehenen Wandteil den Werkzeug
schaft abdichtend. Um über einen längeren Zeitraum eine
gute Abdichtung zwischen Kühlmittelring und Werkzeugschaft
zu erreichen, besitzt der Werkzeugschaft im Bereich der bei
den Bohrungen je eine gewindeartige, in den Ringkanal münden
de Förderrille, die so ausgebildet ist, daß sich eine gegen
sinnige Förderung von Kühlmittel ergibt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Mehrspindelkopf der ein
gangs angegebenen Art unter gleichzeitiger konstruktiver Ver
einfachung und Erleichterung der Montage so auszubilden, daß
insbesondere auch bei höchsten Drehzahlen eine hohe Lebens
dauer gewährleistet ist und eine Minimierung der Leckagen
erzielt wird.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im
Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.
Durch die Erfindung wird ein kompakter Mehrspindelkopf von
hoher Betriebssicherheit und Lebensdauer erhalten, bei dem
aufgrund der Minimierung der reibungsbedingten Wärmeerzeu
gung und der über die Kühlmittelkanäle erfolgenden Tempera
turvergleichmäßigung im Gehäuse selbst bei dichter Packung
der einzelnen Spindeln keine durch Wärmedehnungen bedingten
Bearbeitungsungenauigkeiten entstehen. Außerdem wird durch
die Kombination von Spaltdichtung und weiteren Dichtringen
sowie eine entsprechende Leckageabführung sichergestellt,
daß keine Gefahr des Eindringens von Kühl- oder Schmierfluid
in den Getrieberaum erfolgt, der bei Mehrspindelköpfen mit
Öl gefüllt ist und die die Spindeln antreibenden Zahnräder
enthält.
Die im Patentanspruch 1 beschriebene Ausgestaltung ist ferti
gungstechnisch günstig, führt zu einfachen Montagevorgängen
und besitzt hohe Wirksamkeit.
Das Spindelende ist im Koppelbereich von zwei beabstandeten
Dichtringen umschlossen, wobei in den zwischen den beiden
Dichtringen gelegenen Bereich eine Testbohrung mündet und im
Bereich des Spindelendes zumindest eine sich durch das Spin
delgehäuse erstreckende Entlastungsbohrung mündet. Über die
Entlastungsbohrung wird überschüssiges Kühl- und/oder
Schmiermittel ab- bzw. rückgeführt. Die Testbohrung ermög
licht es, eine evtl. schadhaft gewordene Dichtung zu ermit
teln, da ein Austreten von Kühl- und/oder Schmiermittel an
der Testbohrung ein Anzeichen dafür darstellt, daß ein Dich
tungswechsel erforderlich ist.
Das Verbindungselement kann als Schraubelement oder mit Befe
stigungsflansch versehenes Element ausgebildet sein, aber es
ist gleichermaßen möglich, dieses Verbindungselement in das
Verbindungsgehäuse unmittelbar zu integrieren und einteilig
mit dem Spindelgehäuse auszuführen.
Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
sind in Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei
spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine schematische Teil
darstellung eines Mehrspindelkopfs, wobei zwei gleichartig
ausgebildete Spindelköpfe zu sehen sind.
In einem teilweise dargestellten Spindelgehäuse 4 sind mehre
re Spindeln, deren Antrieb nicht gezeigt ist, drehbar gela
gert, und diese Spindeln sind mit einem durchgehenden Axial
kanal 6 versehen, über den eine Zuführung von Kühl- und/oder
Schmiermittel zu den jeweiligen Bohr- und/oder Schneidwerk
zeugen erfolgt.
Die Zuführung des von einer unter Druck stehenden Quelle kom
menden Kühl- und/oder Schmiermittels geschieht über eine
Kühlmittelzuführleitung 17 sowie im Gehäuse ausgebildete Boh
rungen 18, welche jeweils mit einer Querbohrung 16 in Verbin
dung stehen, die in einem Verbindungselement 11 ausgebildet
ist, das über eine Spaltdichtung 12 mit der zugehörigen Spin
del 5 gekoppelt ist und einen Axialkanal 13 aufweist, so daß
sich zwischen der Kühlmittelzuführleitung 17 und dem Axialka
nal 6 in der Spindel 5 ein durchgehender Strömungsweg er
gibt.
Das Verbindungselement 11 ist in einer zylindrischen Gehäuse
bohrung angeordnet, mit seinem Kopfteil bezüglich der Boh
rungswandung abgedichtet und mit einem rohrförmigen Ab
schnitt 14 versehen, der sich unter Ausbildung der bereits
erwähnten Spaltdichtung 12 in eine koaxial zum Axialkanal 6
der Spindel 5 verlaufende zylindrische Erweiterung 15 am
Spindelende 10 erstreckt. Diese zylindrische Erweiterung 15
besitzt größeren Durchmesser als der Axialkanal 6, und im Be
reich der Spaltdichtung 12 ist der Außendurchmesser des Spin
delendes vorzugsweise etwas verringert, so daß gegenseitig
beabstandete Dichtringe 8 ohne Schwierigkeiten in der zylin
drischen Bohrung angeordnet werden können, die das Kopfteil
des Verbindungselements 11 aufnimmt.
Die gegenseitig beabstandeten Dichtringe 8 sind vorzugsweise
PTFE-beschichtet, und die Lauffläche des Spindelendes 10,
die mit diesen Dichtringen 8 zusammenwirkt, ist bevorzugt
mit Chromoxid beschichtet.
Zwischen den beiden Dichtringen 8 mündet eine sich durch das
Gehäuse 4 erstreckende Testbohrung 9, mittels der es möglich
ist, eventuelle Schadhaftigkeit eines Dichtrings sofort fest
zustellen, da in diesem Falle über die Testbohrung 9 Kühl
und/oder Schmiermittel austreten würde.
Die endseitig in einem Lager 20 gelagerte Spindel 5 steht
über ihren Axialkanal 6 demgemäß derart mit einer unter ver
gleichsweise hohem Druck stehenden Quelle von Kühl- und/oder
Schmiermittel in Verbindung, daß die Dichtringe 8 nur wenig
mit Druck belastet sind, da es die eine erhebliche Längsab
messung aufweisende Spaltdichtung 12 gestattet, den Druck in
dem jeweils gewünschten Maße abzubauen. Wird die Spaltdich
tung mit einem Rückfördergewinde ausgebildet, so kann ge
zielt ein Druckabbau entsprechend den jeweiligen Forderungen
stattfinden.
Am freien Spindelende aus der Spaltdichtung 12 austretendes
Kühl- und/oder Schmiermittel wird über eine Entlastungsboh
rung ab- bzw. rückgeführt.
Das Verbindungselement 11 ist in seinem Kopfbereich vorzugs
weise mit einer Ringnut versehen, in die die Querbohrung 18
mündet. Auf diese Weise wird Einbau und Positionierung des
Verbindungselements absolut unkritisch, da keine Ausrichtvor
gänge erforderlich sind.
Das Verbindungselement 11 kann mit dem Gehäuse 4 verschraubt
oder über einen Flansch 19 verbunden werden. In diesen Fäl
len erfolgt die Montage des Verbindungselements 11 von der
Gehäuserückseite her, aber es ist auch möglich, mit einem
endseitig geschlossenen Gehäuse zu arbeiten, wie dies mit
dem Bezugszeichen 21 angedeutet ist, und das Verbindungsele
ment von der Spindelseite her in die entsprechende Aufnahme
bohrung einzuführen.
Dieses zweckmäßigerweise aus Bronze hergestellte Verbindungs
element ist im Falle der Befestigung über eine Schraub- oder
Flanschverbindung besonders einfach von außen zugänglich.
Claims (10)
1. Mehrspindelkopf mit einer Anordnung zur Versorgung der
jeweiligen Bohr- und/oder Schneidwerkzeuge mit Kühl
und/oder Schmiermittel, wobei jede Spindel mit einem
durchgehenden, in der Werkzeugaufnahme mündenden Axial
kanal versehen ist, welcher an dem von der Werkzeugauf
nahme entfernten freien Spindelende über ein Verbin
dungselement an eine unter einem vorgebbaren Druck ste
hende Kühl- und/oder Schmiermittelquelle angeschlos
sen ist, das freie Spindelende und das Verbindungsele
ment in Axialrichtung ineinandergreifend und unter Aus
bildung einer Spaltdichtung gekoppelt sind, die das
Kühl- und/oder Schmiermittel führenden Kanäle in der
Spindel und im Verbindungselement zumindest im Koppel
bereich im wesentlichen koaxial zueinander verlaufen,
das Verbindungselement einen rohrförmigen Abschnitt auf
weist, der koaxial zum Axialkanal in die im Koppelbe
reich einen verringerten Außendurchmesser aufweisende Spin
del eingreift und in eine im Verbindungselement ausge
bildete Querbohrung mündet, und wobei für alle Kühl
und/oder Schmiermittel führenden, untereinander in
Verbindung stehenden Gehäusebohrungen eine gemeinsame
Zuführleitung vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der rohrförmige Abschnitt (14) des Verbindungsele ments (11) in eine koaxial zum Axialkanal (6) der Spin del (5) verlaufende, einen größeren Durchmesser als der Axialkanal (6) aufweisende zylindrische Erweite rung (15) am Spindelende (10) mit geringem Spiel ein greift,
daß alle einzelnen Spindeln (5) zugeordneten Koppelbe reiche in einem gemeinsamen, eine Gehäuserückwand bil denden Gehäuseteil (4) gelegen sind,
daß die Spindel (5) in dem einen verringerten Außen durchmesser aufweisenden Koppelbereich von zwei beab standeten Dichtringen (8) umschlossen ist, und daß im Bereich des Spindelendes (10) zumindest eine sich durch das Gehäuse erstreckende Entlastungsboh rung (7) mündet.
daß der rohrförmige Abschnitt (14) des Verbindungsele ments (11) in eine koaxial zum Axialkanal (6) der Spin del (5) verlaufende, einen größeren Durchmesser als der Axialkanal (6) aufweisende zylindrische Erweite rung (15) am Spindelende (10) mit geringem Spiel ein greift,
daß alle einzelnen Spindeln (5) zugeordneten Koppelbe reiche in einem gemeinsamen, eine Gehäuserückwand bil denden Gehäuseteil (4) gelegen sind,
daß die Spindel (5) in dem einen verringerten Außen durchmesser aufweisenden Koppelbereich von zwei beab standeten Dichtringen (8) umschlossen ist, und daß im Bereich des Spindelendes (10) zumindest eine sich durch das Gehäuse erstreckende Entlastungsboh rung (7) mündet.
2. Mehrspindelkopf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spaltdichtung (12) als Rückfördergewinde ausge
bildet ist, derart, daß bei sich drehender Spindel (5)
eine der Strömungsrichtung in der Spaltdichtung (12)
entgegengerichtete Förderwirkung erzielt wird.
3. Mehrspindelkopf nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Boden der zylindrischen Erweite
rung (15) und dem Ende des in diese Erweiterung (15)
eingreifenden rohrförmigen Abschnitts (14) ein Verbin
dungsraum ausgebildet ist, dessen axiale Abmessung ein
Mehrfaches des Spaltdichtungsmaßes zwischen rohrförmi
gem Abschnitt (14) und Spindelende (10) beträgt.
4. Mehrspindelkopf nach einem vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verbindungselement (11) über einen Flansch (19)
mit dem Spindelgehäuse (4) verschraubt und der Außen
durchmesser des Flansches (19) etwa gleich dem Außen
durchmesser der die Spindel (5) endseitig umschließen
den Lager (20) ist.
5. Mehrspindelkopf nach einem der
Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verbindungselement (11) von einem gesonderten
Schraubdeckel gehalten ist, der in eine entsprechende
Öffnung des Spindelgehäuses (4) einschraubbar ist.
6. Mehrspindelkopf nach einem der
Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verbindungselement von der Spindelseite her
eingesetzt und auf der von der Spindel (5) abgewandten
Seite direkt oder indirekt an einer durchgehenden,
nicht abnehmbaren Wand (21) des Spindelgehäuses (4)
abgestützt ist.
7. Mehrspindelkopf nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das als Einsatz ausgebildete Verbindungsele
ment (11) aus Bronze besteht.
8. Mehrspindelkopf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den zwischen den beiden Dichtringen (8) gelege
nen Bereich eine Testbohrung (9) mündet.
9. Mehrspindelkopf nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtringe (8) aus PTFE-beschichteten Ringen
bestehen und daß die Lauffläche der Spindel (5) mit
Chromoxid beschichtet ist.
10. Mehrspindelkopf nach einem der
Ansprüche 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt der Entlastungsbohrung (7) größer
ist als der freie Strömungsquerschnitt der Testboh
rung (9).
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